آشنایی با نیروگاهی دیزلی

ژنراتور دیزلی چیست؟

برق دیزلی از یک موتور دیزل که کار چرخاندن دینام ها برای تولید انرژی الکتریکی را انجام می دهد به دست می آید. موتور دیزل به عنوان یک محرک اصلی استفاده می شود و این دستگاه به عنوان ژنراتور دیزلی شناخته می شود. در اثر احتراق گازوئیل، انرژی دورانی تولید می شود. دینام به همان شفت موتور دیزل متصل می شود و برای تبدیل انرژی دورانی موتور دیزل به انرژی الکتریکی استفاده می شود. در این مقاله از وبلاگ آداک، بهترین سازنده تابلو برق در ایران، به معرفی کامل نیروگاه دیزلی و مزایا و معایب آن خواهیم پرداخت. با ما همراه باشید. 

کاربردهای اصلی نیروگاه دیزلی چیست؟

در بیشتر موارد، ژنراتور دیزلی برای تولید انرژی الکتریکی در مقیاس کوچک و در انتهای بار استفاده می شود. هنگامی که برق شبکه در دسترس نیست، موتور دیزل برای تامین بار در شرایط اضطراری استفاده می شود.

ظرفیت ژنراتورهای دیزلی چقدر است؟

به طور کلی ظرفیت ژنراتورهای دیزلی بین 2 تا 50 مگاوات است که در نیروگاه های مرکزی برای پاسخگویی به پیک تقاضا در نیروگاه های بخار و نیروگاه های برق آبی استفاده می شود. اما امروزه به دلیل گرانی سوخت، از موتورهای دیزلی برای چنین کاربردهایی استفاده نمی شود.

اجزاء، کار و نمودار شماتیک موتور برق دیزلی

اجزا یا سیستم های مختلف مورد استفاده در نیروگاه دیزلی به شرح زیر است.

• موتور دیزل
• سیستم ورودی هوا
• سیستم اگزوز
• بخش خنک کننده
• بخش تامین سوخت
• سیستم روغن کاری
• بخش راه اندازی موتور دیزل

موتور دیزل

موتور دیزل جزء اصلی یک نیروگاه دیزلی است. این برای تولید نیروی مکانیکی به شکل انرژی چرخشی با کمک احتراق گازوئیل استفاده می شود. یک دینام به همان شفت موتور دیزل متصل است.

دو نوع موتور دیزل وجود دارد:

• موتورهای دو زمانه
• موتورهای چهار زمانه

در موتورهای دو زمانه، در هر چرخش میل لنگ، یک کورس قدرتی ایجاد می شود و در موتورهای چهار زمانه، در هر دو دور چرخش میل لنگ، یک حرکت قدرتی ایجاد می شود.

در مقایسه با موتورهای چهار زمانه، موتورهای دو زمانه نسبت وزن به قدرت پایینی دارند، جمع و جورتر هستند، راه اندازی آسان و هزینه سرمایه پایینی دارند. اما بازده ترمودینامیکی موتور دو زمانه در مقایسه با موتورهای چهار زمانه کمتر است. موتورهای دو زمانه به آب خنک کننده بیشتری نیاز دارند و روانکار بیشتری مصرف می کنند.

موتورهای چهار زمانه بیشتر از موتورهای دو زمانه برای استفاده از تولیدات در مقیاس کوچک و مجموعه های DG ترجیح داده می شوند. و برای تولید در مقیاس بزرگ، موتورهای دو زمانه ترجیح داده می شوند. ظرفیت مورد نیاز یک نیروگاه دیزلی را می توان با معادله زیر محاسبه کرد.

ظرفیت کارخانه = (بار متصل × ضریب تقاضا) / (ضریب تنوع)

انواع ژنراتورهای دیزلی

نیروگاه موتور دیزلی با ظرفیت کمتر از 3 مگاوات به عنوان نیروگاه آماده به کار و نیروگاه های 3 تا 25 مگاواتی به عنوان نیروگاه های بار پایه استفاده می شود. عموماً در این نوع کارخانه ها از موتورهای چهار زمانه استفاده می شود. نیروگاه های مورد استفاده برای نیروگاه های بار پایه دارای ظرفیت بالای 10 مگاوات هستند و برای این ژنراتورها از موتورهای دو زمانه استفاده می شود.

سیستم ورودی هوا

ژنراتور موتور دیزلی بزرگ به هوا در محدوده 4-8 متر مکعب بر کیلووات ساعت نیاز دارد. در هوای طبیعی، مقدار زیادی ذرات گرد و غبار موجود است که ممکن است به سیلندرهای موتور آسیب برساند. بنابراین در سیستم های ورودی هوا از فیلتر هوا استفاده می شود.

فیلترهای هوا از پارچه، چوب یا نمد ساخته شده اند. در برخی موارد از فیلترهای حمام روغن استفاده می شود. در فیلترهای حمام روغن، ذرات گرد و غبار با روغن پوشش داده می شوند. طراحی سیستم ورودی هوا به گونه ای انجام می شود که باعث حداقل افت فشار در هنگام جریان هوا شود.

همچنین ببینید: صفر تا صد تابلو برق صنعتی

اگر تلفات فشار زیاد باشد، ممکن است باعث افزایش مصرف سوخت و کاهش ظرفیت موتور شود. برای جلوگیری از گرفتگی، فیلترهای هوا باید به طور دوره ای تمیز شوند. در یک نیروگاه با ظرفیت بالا، یک صدا خفه کن بین موتور و سیستم ورودی برای کاهش آلودگی صوتی استفاده می شود.

سیستم اگزوز

هنگام احتراق گازوئیل، گازهایی تولید می شود. سیستمی که برای حذف این گازها استفاده می شود به عنوان سیستم اگزوز شناخته می شود. هدف سیستم اگزوز تخلیه گازهای موتور به جو است. سیستم های اگزوز به گونه ای طراحی شده اند که بدون افت فشار، گازها را حذف می کنند. اگر فشار آزاد شود، برای خروج گازها باید کار بیشتری انجام شود. و باعث افزایش مصرف سوخت و کاهش توان خروجی موتورهای دیزلی خواهد شد.

برای کاهش سطح صدا، سیستم اگزوز باید با صدا خفه کن ارائه شود. با کمک لوله های اگزوز انعطاف پذیر، ارتعاش باید از کارخانه جدا شود. سیستم اگزوز برای جلوگیری از انتقال گرما توسط آزبست مورد نیاز است و باید به طور دوره ای تمیز شود.

سیستم آب خنک کننده

موتور آی سی با سوزاندن سوخت با هوا کار می کند و درصد استفاده از انرژی به شرح زیر است:

• 30-37٪ – کار مفید
• 30-35٪ – توسط گازهای خروجی منتقل می شود
• 0-12٪ – توسط تشعشع، همرفت و هدایت از دست می رود
• 22-30٪ – انرژی گرمایی از گازها به دیواره سیلندر جریان می یابد

بنابراین در یک موتور آی سی 22 تا 30 درصد انرژی به صورت انرژی گرمایی از بین می رود. و برای جلوگیری از گرم شدن بیش از حد موتور، نیاز به سیستم خنک کننده دارد. دو نوع سیستم خنک کننده وجود دارد.

• خنک کننده مستقیم
• خنک کننده غیر مستقیم

خنک کننده مستقیم به عنوان خنک کننده هوا نیز شناخته می شود و خنک کننده غیرمستقیم نیز به عنوان خنک کننده آبی شناخته می شود. به طور کلی از خنک کننده هوا برای موتورهای با ظرفیت کم استفاده می شود. و از باله ها و بافل های خنک کننده برای حذف گرما از موتور استفاده می کند. برای موتورهای با ظرفیت بالا و متوسط از سیستم خنک کننده آب استفاده می شود. سیستم خنک کننده آب از ژاکت آب، رادیاتور و اتصالات لوله استفاده می شود.

پیشنهاد مطالعه بیشتر: لیست کامل خرابی های تابلو برق

سیستم تامین سوخت

در ژنراتور دیزل همانطور که از نامش پیداست از گازوئیل به عنوان سوخت استفاده می شود. سیستم تامین سوخت باید عملکردهای زیر را انجام دهد.

• بسته به ظرفیت موتور و ساعات عرضه، مخزن ذخیره برای ذخیره گازوئیل مورد نیاز است.
• قبل از سوخت رسانی به موتور، سوخت باید فیلتر شده و فاقد هرگونه ناخالصی باشد.
• اندازه گیری سوخت ضروری است.
• با توجه به بار در هر سیکل، باید مقدار دقیق سوخت را تزریق کند.
• مسیر بازگشت به سوخت مصرف نشده را فراهم کنید.
• در یک موتور چند سیلندر، نیاز به اتمیزه کردن سوخت و توزیع یکنواخت سوخت به هر سیلندر است.

سه نوع سیستم تزریق سوخت مکانیکی وجود دارد.

• سیستم ریل مشترک
• سیستم پمپ انفرادی
• سیستم توزیع کننده

سیستم روغن کاری

در موتور آی سی، آرایش پیستون-سیلندر به تغییرات بسیار زیاد دما گفته می شود. در دمای حداکثر حدود 2000 درجه سانتیگراد یا بالاتر از این کار می کند. در چنین دمای بالایی، مواد روان کننده ممکن است به مواد صمغی تبدیل شوند و باعث چسبیدن رینگ های پیستون می شود. موتورها در شرایط بار بالا کار می کنند و در صورت از کار افتادن سیستم روغن کاری باعث کاهش اصطکاک می شوند. بنابراین، سیستم روانکاری برای موتور آی سی ضروری است و نیاز به مقدار کافی روغن به تمام قسمت های موتور دارد.

سیستم روانکاری از تماس مستقیم دو فلز جلوگیری می کند و باعث کاهش سایش و پارگی قطعات متحرک می شود. اجزای فهرست شده زیر موتور آی سی باید روغن کاری شوند.

• پیستون و سیلندر
• بلبرینگ میل لنگ اصلی
• بادامک، میل بادامک و یاتاقان های آن
• انتهای بلبرینگ در شاتون

سه نوع سیستم روانکاری وجود دارد.

• سیستم روانکاری مه یا شارژ
• سیستم تزریق سامپ مرطوب
• سیستم تزریق سامپ خشک

سیستم راه اندازی موتور دیزل

در زمان راه اندازی، دما و فشار سیلندر برای شروع احتراق کافی نیست. بنابراین، راه اندازی موتور برای شروع احتراق رسانا نیست. چندین روش برای راه اندازی موتور دیزل معرفی شده است. برخی از این روش ها در زیر ذکر شده است.

• دستی یا استارتر
• راه انداز برقی
• هوای فشرده
• موتور بنزینی کمکی
• اشتعال لامپ داغ
• راه اندازی کارتریج ویژه

از این روش ها، روش راه اندازی الکتریکی محبوب ترین روش برای راه اندازی موتور دیزل است. در این روش از باتری با موتور سری (استارت موتور) استفاده می شود. این چیدمان برای کار بر روی جریان زیاد در ولتاژ پایین طراحی شده است. موتور راه انداز از طریق چرخ دنده ها به فلایویل موتور متصل می شود و گشتاور را تا زمان روشن شدن موتور تامین می کند.

همچنین بخوانید: تابلو برق عایق هوا چیست؟

انتخاب محل ژنراتور دیزل

عوامل موثر بر انتخاب مکان برای ژنراتور دیزلی در زیر فهرست شده است.

ظرفیت باربری: موتور دیزل بر روی پایه قرار می گیرد. اگر ظرفیت باربری زمین انتخابی زیاد باشد، برای فونداسیون نیازی به عمق زیاد نیست. و باعث صرفه جویی در هزینه اولیه یک نیروگاه می شود.
تسهیلات حمل و نقل: این سازه به ماشین آلات سنگین برای جابه جایی نیاز دارد. از این رو، سایت انتخاب شده باید دارای امکانات حمل و نقل کافی باشد.
نیروی کار: ژنراتور دیزلی با ظرفیت بالا به چندین نیروی کار ماهر برای تعمیر و نگهداری نیاز دارد.
در دسترس بودن آب: نیروگاه دیزلی برای مقاصد خنک کننده به آب نیاز دارد.
توسعه آینده: مقداری زمین اضافی برای مقاصدی توسعه ای در آینده باید در نظر گرفته شود.
در دسترس بودن سوخت: این سیستم به حجم بالایی از سوخت (گازوئیل) نیاز دارد. بنابراین، سایتی باید انتخاب شود که سوخت به راحتی در دسترس باشد.
فاصله از منطقه پرجمعیت: کارکرد یک موتور دیزلی مناطق مجاور را آلوده می کند. از این رو سایت باید در فاصله دوری از انسان قرار گیرد.
فاصله از مرکز بار: برای جلوگیری از تلفات انتقال، محل باید نزدیک مرکز بار انتخاب شود.

مزایا و معایب ژنراتورهای دیزلی

مزایای نیروگاه های دیزلی در زیر ذکر شده است:

• در صورت لزوم می تواند به سرعت شروع و متوقف شود.
• این دستگاه را می توان در هر مکانی قرار داد و نصب آن برای یک نیروگاه با ظرفیت کم آسان است.
• به فضای اضافه بیشتری نیاز ندارد.
• برای بارهای مختلف، این سایت به سرعت پاسخ می دهد.
• آب فقط برای اهداف خنک کننده مورد نیاز است. بنابراین، مقدار بسیار کمی آب مورد نیاز است.
• راندمان حرارتی این سیستم از نیروگاه بخار بالاتر است.
• نیروگاه دیزلی می تواند تا 100 مگاوات به طور موثر مورد استفاده قرار گیرد.
• نیروی انسانی کمتری مورد نیاز است.
• می تواند طیف وسیعی از سوخت را بسوزاند.
• احتمال آتش سوزی آن کمتر است.

معایب ژنراتورهای دیزلی

معایب نیروگاه های دیزلی در زیر ذکر شده است.

• هزینه تولید در هر واحد بسیار بالا است. همانطور که عملکرد این کارخانه به قیمت گازوئیل بستگی دارد و قیمت گازوئیل بالاست.
• ظرفیت ژنراتور دیزلی در مقایسه با نیروگاه بخار و نیروگاه برق آبی کمتر است.
• با احتراق گازوئیل آلودگی صوتی و آلودگی کربنی ایجاد می کند.
• به هزینه های نگهداری و روغن کاری بالایی نیاز دارد.
• این کارخانه قادر به پاسخگویی به تقاضای اضافه بار مداوم نیست.
• عمر این دستگاه نسبت به سایر ژنراتورها کمتر است.

کاربرد ژنراتورهای دیزلی

کاربردهای ژنراتورهای دیزلی به شرح زیر است:

1) نصب در محل کارخانه

این دستگاه را می توان به راحتی در یک شبکه سیستم قدرت نصب کرد. اما اگر ملاحظات اقتصادی را در نظر بگیرید، ظرفیت آن تا 5 مگاوات تا 50 مگاوات محدود می شود. این محدودیت ها همچنین به ظرفیت بار، در دسترس بودن سوخت، آب و فضا بستگی دارد.

2) بکارگیری در زمان اوج بار

نیروگاه دیزلی با نیروگاه حرارتی و نیروگاه برق آبی برای پاسخگویی به پیک تقاضا استفاده می شود. هزینه هر واحد تولید برق را کاهش می دهد. به راحتی می تواند با تقاضا شروع و متوقف شود و با تغییر بار تغییر کند.

3) کار در شزایط اضطراری

موتور دیزل می تواند به عنوان یک راه انداز اضطراری استفاده شود. هنگامی که برق شبکه در دسترس نیست، موتور دیزل به عنوان یک نیروگاه پشتیبان برای شرایط اضطراری استفاده می شود.

4) نیروگاه سیار

ظرفیت کوچک و متوسط ژنراتور دیزلی را می توان بر روی کامیون یا تریلر ثابت کرد. از این سیستم می توان به عنوان نیروگاه سیار استفاده کرد و می توانیم این دستگاه را برای تامین برق در جایی که برق شبکه در دسترس نیست، ببریم. این وسیله به عنوان نیروگاه اضطراری در هنگام قطع برق نیز استفاده می شود.

5) واحد آماده باش

این دستگاه می تواند به عنوان یک واحد آماده به کار با نیروگاه برق آبی استفاده شود. زمانی که آب به اندازه کافی در نیروگاه آبی در دسترس نباشد، ژنراتور دیزلی برای تامین نیاز برق به موازات نیروگاه آبی کار می کند.

6) نیروگاه صنایع کوچک

از این دستگاه می توان برای راه اندازی یک صنعت کوچک برای دوره های کوتاه مدت استفاده کرد که قابلیت اطمینان نیرو در طول روز ضروری است.

7) ایستگاه تامین برق موقت

در برخی مناطق که شبکه در دسترس نیست یا هر منطقه در حال توسعه که بار کافی برای اتصال به شبکه ندارد، نیروگاه دیزل به عنوان یک راه حل موقت برای تامین برق استفاده می شود. 

طراحی ایمن و مدرن تابلو برق فشار متوسط

اگر قصد سفارش ساخت تابلو برق فشار ضعیف و تابلو برق فشار متوسط ایمن و کارآمد را دارید، هم اکنون با کارشناسان شرکت آداک بهین نیرو تماس بگیرید. به پشتوانه سال ها تجربه و اجرای صدها پروژه ملی و بین المللی، ما آماده ارائه راه کارهای متنوع برای مجتمع صنعتی یا مسکونی شما هستیم. جهت خرید تابلو برق با ما تماس بگیرید.

دفتر مرکزی: کرج، عظیمیه. بلوار 45 متری کاج، پلاک 199، واحد 1 و 3

تلفن: 02634156000

ایمیل: info@adakbn-co.com

دفتر تهران: بزرگراه اشرفی اصفهانی، خیابان مخبری، پلاک 10 واحد 6

تلفن: 02144491255

ایمیل: sales@adakbn-co.com

کارخانه: شهرک صنعتی صفادشت، بلوار فروردین، خیابان فروردین نهم غربی، پلاک 104

تلفن: 02634156000